湖北省蓮藕磷肥合理用量研究

摘要：采用田間小區試驗研究了蓮藕磷肥合理用量，試驗結果表明，在理論產量基本相等的條件下，采用線性+平臺模型得到的蓮藕臨界施磷量（P2O5 68.8～106.9 kg/hm2），大大低于用二次型模型得到的蓮藕最佳經濟施磷量（P2O5 117.6～144.0 kg/hm2），根據湖北蓮藕生產和施肥現狀以及藕田土壤磷素肥力水平，提出湖北蓮藕磷肥（P2O5）合理用量為75.0～120.0 kg/hm2，平均為90.0 kg/hm2。

關鍵詞：蓮藕；磷肥；合理用量

中圖分類號：S147.5 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2012）21-4744-05

Study on Rational Phosphorus Fertilizer Application Dose on Rhizome Lotus in

Hubei Province

LIU Dong-bi1，DING Heng-hu2，HU Zhong-li3，WU Jia-qiong2，LIU Ke-zhi2， YU Yan-feng1， XIONG Gui-yun1

（1. Plant Protection and Fertilizer Science Institute，Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064，China；

2. Qianjiang Agricultural Bureau， Qianjiang 433100， Hubei，China；

3. College of Life Sciences，Wuhan University， Wuhan 430072 China）

Abstract： Rational phosphorus fertilizer application dose on rhizome lotus was studied by field experiments. The results showed that under the condition on nearly equal theoretical rhizome lotus yield， the critical value of P2O5 application dose determined by linear + plateau model（68.8～106.9 kg/hm2） was greatly lower than the optimum economic P2O5 application dose determined by quadratic model（117.6～144.0 kg/hm2）. According to the present status of rhizome lotus production， and taking fertilization of farmer practice and lotus field soil P fertility into consideration， rational P2O5 application dose on rhizome lotus in Hubei province was suggested to be 75.0～120.0 kg/hm2 with an average of 90.0 kg/hm2.

Key words： Rhizome lotus； phosphorus fertilizer； rational application dose

磷肥為“肥料三要素”之一。在現代農業生產中，磷肥與氮肥、鉀肥共同承擔著增加作物產量、提高土壤肥力、發揮良種潛力等多種積極作用[1]。但對河流、湖泊和水庫等多種水體來說，磷素又是一種環境污染元素。從全國范圍來看，我國耕地土壤氮、磷養分盈余，鉀素虧缺嚴重[2]，與我國農業生產水平不斷提高、單位面積上磷肥施用量不斷增長與累積密切相關。有研究表明，20世紀80年代初以來，在我國各重要流域，蔬菜、水果和花卉上氮、磷肥料用量為普通大田作物的數倍甚至數十倍，成為水體富營養化的主要潛在威脅之一[3]。蓮藕是我國種植面積最大、產量最高的水生蔬菜，湖北省蓮藕種植面積全國第一[4]，主要分布在土壤肥沃的廣大江漢平原地區。前期調查和研究結果表明，湖北省蓮藕平均施磷量高達（194±71）kg/hm2[5]，蓮藕增施磷肥增產幅度4.6%～18.9%[6]。過去關于蓮藕肥料用量研究的報道不多，本研究通過田間小區試驗探討蓮藕磷肥的合理用量，為蓮藕生產中科學合理施磷、減少過量施磷對環境的負面影響提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試土壤與蓮藕品種

本研究試驗地點設在武漢市洪山區湖北省農業科學院南湖試驗站，供試土壤為長江沖積物母質發育的潮土性水稻土，用常規方法[7]分析其屬性和養分狀況（表1）。試驗蓮藕品種為早中熟品種鄂蓮5號，由武漢市東西湖區柏泉農場提供。

1.2 試驗設計

3個磷肥用量試驗于2007-2009年每年各開展1個試驗。2007年試驗處理為：①P0；②P60；③P120；④P180；⑤P240；2008-2009年試驗處理均為：①P0；②P60；③P120。④P180，其中P=P2O5，字母后的數據代表每公頃施用P2O5的千克數。此外，每處理再施N 360 kg/hm2、K2O 360 kg/hm2及ZnSO4 22.5 kg/hm2。試驗氮肥品種為尿素（N 46%），其中40%在4月中旬移栽藕種之前基施，20%在6月初追施，40%在6月底追施；磷肥為過磷酸鈣（P2O5 12%），100%基施；鉀肥為氯化鉀（K2O 60%），70%基施、30%在6月底與尿素同時追施；鋅肥在移栽后一周內分小區化水施入。施肥前關注天氣變化情況，淺水或濕潤施肥，2 d后再灌水，避免施肥后3～5 d下大雨。

每試驗小區30 m2，2007年試驗重復4次，其他試驗重復3次，隨機區組排列，種植密度為5 000 kg/hm2，各小區之間作田埂并用厚塑料布隔離，防止串水串肥串藕，及時“轉藕”、灌水和防治病蟲草害。在當年4月中旬移栽，11～12月收獲，記錄蓮藕實產（鮮重），并進行經濟效益分析；收獲的同時在每試驗小區取代表性藕6～8支，制備分析樣品，用常規方法[8]分析其全氮、全磷及全鉀含量，計算蓮藕吸收帶走的養分總量。

1.3 參數計算與數據分析

1.3.1 參數計算 參考張福鎖等[7]和鄒娟等[9]的方法，用以下參數來表征磷肥的利用效率。磷肥偏生產力（partial factor productivity from applied P，PFPP， kg/kg P2O5）=施磷區產量/施磷量；磷肥農學效率（agronomic efficiency of applied P，AEP，kg/kg P2O5）=（施磷區產量-無磷區產量）/施磷量；磷肥表觀利用率（apparent recovery efficiency of applied P，AREP）=（施磷區作物吸磷量-無磷區作物吸磷量）/施磷量×100%；磷肥貢獻率（fertilizer contribution rate of applied P， FCRP）=（施磷區產量-無磷區產量）/施磷區產量×100%；地力貢獻率（soil contribution rate，SCR）=不施磷區產量/施磷區產量×100%。

1.3.2 蓮藕推薦施磷量模型選擇 運用SAS 8.1軟件，同時采用二次型和線性+平臺模型擬合磷肥用量與蓮藕產量之間的關系[10]：二次型模型函數式為y=b0+b1x+b2x2，式中y為蓮藕產量（kg/hm2）；x為磷肥用量（kg/hm2）；b0、b1及b2分別為基礎產量（不施磷肥時產量）、線性系數及二次方系數。線性+平臺模型函數式為y=b0+b1x（x

1.3.3 數據統計分析 試驗數據采用DPS軟件的單因素LSD檢驗法進行統計分析。用Microsoft-Excel 2007進行其他數據的處理和計算。

2 結果與分析

2.1 磷肥用量對蓮藕產量和經濟效益的影響

蓮藕產量結果（表2）表明，在2007-2009年度試驗中，蓮藕產量隨磷肥（P2O5，下同）用量增加而增加，盡管蓮藕產量隨磷肥用量增加而增加的幅度未達到顯著水平，但所有試驗均在磷肥施用量為120 kg/hm2時達到產量最高值，超過120 kg/hm2之后蓮藕產量隨磷肥用量的增加而趨于降低。從經濟效益來看，磷肥用量對經濟效益的影響符合報酬遞減律。在肥料經濟學研究中通常認為，只有當肥料產投比VCR值大于2.0時，施用化肥才有意義[11]。根據這個原則，綜合蓮藕產量和經濟效益兩個方面的因素可知，在試驗條件下，蓮藕適宜的磷肥用量約為120 kg/hm2，此時蓮藕施磷增產3 042～5 210 kg/hm2，增產幅度為11.8%～21.4%，凈增收入為4 073～7 434元/hm2，磷肥產投比6.34～11.58。

2.2 磷肥用量對蓮藕養分吸收和磷肥表觀利用率的影響

蓮藕的氮、磷、鉀吸收量與產量的變化趨勢基本一致（表3），即隨磷肥用量增加而增加，在磷肥用量為120 kg/hm2時達到最高值，增加磷肥用量對于促進蓮藕氮、磷、鉀養分吸收的影響均不明顯。蓮藕磷肥的偏生產力和農學效率較一般大田作物高得多[8，9]，與其收獲指數較高和產量以鮮重量表示有關。蓮藕磷肥的偏生產力、農學效率和當季表觀利用率隨磷肥用量增加而降低，其產量貢獻率隨磷肥用量增加而增加，磷肥用量超過120 kg/hm2后產量貢獻率又趨于降低。在產量最高值時，磷肥當季表觀利用率為7.1%～10.0%，磷肥產量貢獻率為10.6%～17.6%，地力貢獻率為82.4%～89.4%。

2.3 用二次型和線性+平臺模型確定蓮藕合理磷肥用量

為進一步明確蓮藕的適宜施磷量，參考陳新平等[10]的方法，同時采用二次型和線性+平臺模型擬合蓮藕磷肥用量與產量之間的關系。結果表明，采用二次型模型擬合得到蓮藕產量的肥料效應方程分別為y=-0.120x2+37.380x+25 784（2007年）、y=

-0.218x2+55.270x+22 502（2008年）和y=-0.358x2+86.990x+24 412（2009年），式中y為作物產量；x為施磷量（圖1）。根據方程求出2007-2009年度蓮藕最高產量施磷量（P2O5，下同）依次分別為155.8、126.2及121.3 kg/hm2，平均134.4 kg/hm2，此時蓮藕的最高產量分別為28 695.0、26 005.1及29 696.4 kg/hm2，平均28 132.2 kg/hm2；最佳經濟施磷量依次分別為144.0、119.8及117.6 kg/hm2，平均127.1 kg/hm2，此時蓮藕最佳經濟產量分別為28 678.5、25 994.6及29 690.9 kg/hm2，平均28 121.3 kg/hm2。最佳經濟施磷量和最佳經濟產量分別為最高產量施磷量和最高產量的0.945 7和0.999 6，可見，在最高產量施磷量基礎上減去約5%的施用量，蓮藕不會減產，因此采用二次型模型時，宜將最佳經濟施磷量作為蓮藕的合理施磷量，在本試驗條件下平均為127.1 kg/hm2，此時的產量為28 121.3 kg/hm2。

采用線性+平臺模型擬合得到蓮藕產量的肥料效應方程見圖2。由圖2可知，2007-2009年度蓮藕的磷肥臨界用量分別為83.6、106.9及68.8 kg/hm2，平均為86.4 kg/hm2，此時的平臺產量分別為28 348、25 859及29 040 kg/hm2，平均為27 749 kg/hm2。采用線性+平臺模型得到的磷肥平均臨界用量和平均平臺產量分別為采用二次型模型得到的平均最佳經濟施磷量和平均最佳經濟產量的0.680和0.987。由此可見，在理論產量基本相等的條件下，采用線性+平臺模型得到的蓮藕合理施磷量大大低于二次型模型，從而更有利于降低磷肥投入成本、提高磷肥利用效率和降低過量施用磷肥引起的面源污染風險，是一種較好的產量推薦模型。上述結果與陳新平等[10]在小麥-玉米輪作制中的氮肥研究結果相一致。

3 討論

過去對蓮藕磷肥用量方面的研究未見文獻報道。近幾年來，隨著國家測土配方施肥補貼項目的全面開展，全國一些蓮藕主產縣（市）開展了相關研究。宋江春等[12]研究提出，在N 270 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2的基礎上，蓮藕施磷量以P2O5 90 kg/hm2為最佳；曾廣巧等[13]在廣西柳江縣石灰性水稻土上通過“3414”肥料回歸試驗，研究得出鄂蓮5號的合理施肥量為：N 400～500 kg/hm2、P2O5 130～200 kg/hm2及K2O 200～300 kg/hm2；在武漢市蔡甸區也對成熟蓮藕和青荷藕有過類似研究[14，15]。在蓮藕基本不減產的條件下，采用線性+平臺模型得到的蓮藕合理施磷量大大低于二次型模型（前者僅為后者的0.680），其用量在68.8～106.9 kg/hm2，平均86.4 kg/hm2，而且合理施磷量有隨土壤速效磷含量增加而降低的趨勢。根據湖北省蓮藕主產區的生產水平和施肥現狀[5]，以及藕田土壤磷素肥力水平（未發表），目前推薦湖北省蓮藕磷肥（P2O5）用量為75～120 kg/hm2，平均為90 kg/hm2。

從本研究來看，蓮藕的磷肥當季表觀利用率較低，僅為7.1%～10.0%；張福鎖等[7]研究表明，全國主要糧食作物的磷肥當季表觀利用率平均為：水稻13.1%、小麥10.7%及玉米11.0%。可知磷肥當季利用率低是一個普遍性的問題。這是因為磷肥施入土壤中之后，只有少部分轉化為可被作物當季利用的有效磷[16]。從本研究中磷肥產量貢獻率（10.6%～17.6%）和地力貢獻率（82.4%～89.4%）的關系可知，作物當季吸收的磷絕大部分來自于土壤而不是肥料。土壤中累積起來的磷，一部分歸根到底也是來源于前期磷肥的施用，因此，提高土壤的磷素有效性是提高磷肥累積利用率的重要措施。大量研究表明，磷肥在后茬作物上有明顯的殘效[17，18]，表明磷肥的施用有利于土壤磷素肥力的培育和后季作物的增產。在蓮藕長期單作或與其他作物輪作的條件下，統籌合理的施磷技術還需要進一步研究。

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收稿日期：2012-07-20

基金項目：國家科技支撐計劃項目（2012BAD27B02）；湖北省農業科技創新中心資助項目（2011-620-003-03-05）；國際植物營養研究所資助項目

（IPNI-HB-24）

作者簡介：劉冬碧（1971-），女，湖北恩施人，副研究員，碩士，主要從事作物營養與優化施肥技術研究，（電話）15907149850（電子信箱）

dbliu@ipni.ac.cn；通訊作者，熊桂云（1961-），女，湖北大悟人，研究員，（電子信箱）xionggy@sina.com。